玻璃切割斷裂生產(chǎn)線(xiàn)中檢測(cè)處理機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

劉向勇， 秦 輝， 王佳利

（中電科風(fēng)華信息裝備股份有限公司， 山西 太原 030024）

引言

近年來(lái)，智能手機(jī)正逐漸普及，大屏手機(jī)在市場(chǎng)上更受消費(fèi)者青睞；車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)不斷升級(jí)，液晶屏的使用能夠讓駕駛?cè)藛T更方便地操縱車(chē)輛；飯店、商場(chǎng)等公共場(chǎng)所也都投入更多的電子顯示設(shè)備來(lái)給顧客提供更便捷的服務(wù)。這些都推動(dòng)了電子行業(yè)的迅速發(fā)展，同時(shí)也對(duì)LCD液晶顯示屏的技術(shù)以及需求量都有了更高的要求。玻璃切割機(jī)作為液晶顯示屏生產(chǎn)過(guò)程中最重要的設(shè)備之一，其發(fā)展趨勢(shì)也必定是更加高效及智能的。自動(dòng)檢測(cè)處理機(jī)構(gòu)在切割機(jī)中的應(yīng)用，可以有效檢測(cè)經(jīng)過(guò)切割之后的單片液晶屏的合格情況，從而極大地提高單片液晶屏的生產(chǎn)效率。

1 切割斷裂生產(chǎn)線(xiàn)概述

如圖1所示，切割斷裂生產(chǎn)線(xiàn)主要由一個(gè)上料機(jī)構(gòu)、四個(gè)移栽部件、兩個(gè)切割部件、兩個(gè)斷裂部件、兩個(gè)翻轉(zhuǎn)搬運(yùn)部件以及一個(gè)檢測(cè)處理機(jī)構(gòu)相互連接構(gòu)成。此設(shè)備主要是用于把TFT-LCD、TP大板玻璃經(jīng)劃線(xiàn)切割、切縫斷裂、傳送檢測(cè)等步驟，處理成多個(gè)單片玻璃下料并傳送給后續(xù)設(shè)備。根據(jù)TFT、TP生產(chǎn)工藝的要求，來(lái)料大板玻璃經(jīng)上料機(jī)構(gòu)被放置到切割部件一上，對(duì)玻璃的A面進(jìn)行切割。然后移栽部件一把玻璃轉(zhuǎn)移到翻轉(zhuǎn)搬運(yùn)部件一上，玻璃隨之被翻轉(zhuǎn)180°，并放置于斷裂部件一上，玻璃從背面進(jìn)行切縫斷裂。之后玻璃被移栽部件二轉(zhuǎn)載到切割部件二，對(duì)玻璃B面重復(fù)前面切割、斷裂的步驟[1-2]。然后大板玻璃被處理成單片玻璃，通過(guò)移栽部件四轉(zhuǎn)載到單片拾取機(jī)構(gòu)上（如圖2所示），此機(jī)構(gòu)再分片

拾取每片玻璃并傳送給檢測(cè)處理機(jī)構(gòu)。最終把玻璃下料給后續(xù)設(shè)備，進(jìn)行清洗、打磨等系列工序。

圖1 切割斷裂生產(chǎn)線(xiàn)流程圖

圖2 單片拾取機(jī)構(gòu)

2 單片玻璃的檢測(cè)處理

正常情況下，經(jīng)過(guò)切割斷裂之后，相鄰的兩塊玻璃之間、廢邊條與玻璃的端子連接區(qū)域之間都會(huì)自動(dòng)分離，但是由于靜電、黏合膠殘留等原因，被切割斷裂之后的玻璃端子面會(huì)粘連著廢邊條（如圖3和圖4所示）。如果廢邊條不能從端子區(qū)域清除出去，在隨著玻璃流到下游設(shè)備的過(guò)程當(dāng)中，一方面會(huì)磨損端子區(qū)域，造成玻璃報(bào)廢；另一方面，廢邊條可能隨時(shí)從端子區(qū)域掉落到下游設(shè)備，造成機(jī)器故障。因此，單片玻璃在被切割斷裂之后必須進(jìn)行廢邊條處理[3]。

如下頁(yè)圖5所示，是裝在圖2單片拾取機(jī)構(gòu)上的廢邊條處理部件。分片拾取頭拾取單片玻璃，然后移動(dòng)到風(fēng)刀區(qū)域當(dāng)中，風(fēng)刀開(kāi)啟，廢邊條在風(fēng)力作用下與玻璃脫離，掉到下方的廢料收集盒。之后分片拾取頭再把玻璃移栽到如圖6所示的檢測(cè)緩存?zhèn)魉蛶稀?/p>

圖3 經(jīng)切割、斷裂處理之后的單片玻璃橫截面示意圖

圖4 大板玻璃被處理成單片玻璃示意圖（橫截面）

圖5 廢邊條處理部件

圖6 檢測(cè)下料機(jī)構(gòu)

檢測(cè)下料機(jī)構(gòu)的功能是緩存被搬運(yùn)過(guò)來(lái)的單片玻璃，對(duì)玻璃的廢邊條是否脫落進(jìn)行檢測(cè)。如果廢邊條完全脫離，下料拾取機(jī)構(gòu)把玻璃移栽到后續(xù)設(shè)備；如果廢邊條依然遺留在玻璃上，則被視為不合格品并傳送到下料緩存機(jī)構(gòu)，等待人工處理。由于玻璃的端子區(qū)域可能設(shè)計(jì)在長(zhǎng)邊側(cè)，也可能在短邊側(cè)，或者同時(shí)存在于長(zhǎng)邊側(cè)和短邊側(cè)，所以應(yīng)該對(duì)玻璃的兩個(gè)方向進(jìn)行檢測(cè)。

如圖7所示，玻璃隨著前端的緩存?zhèn)魉蛶П惠斔偷讲Ａы斊疠喗M上，玻璃頂起輪組隨之上升，玻璃在被對(duì)位之后，激光檢測(cè)器掃描玻璃端子區(qū)域。玻璃的端子區(qū)域有無(wú)廢邊條，存在著高度差，激光檢測(cè)器通過(guò)計(jì)算這個(gè)高度差來(lái)判別廢邊條是否脫落。

這套檢測(cè)處理機(jī)構(gòu)在運(yùn)行當(dāng)中暴露出一些問(wèn)題：

圖7 玻璃頂起部件

1）下料速率慢，每片玻璃的下料平均時(shí)間約9.6s。

2）風(fēng)刀吹玻璃端子區(qū)域的廢邊條，難以掌握廢邊條的掉落軌跡，會(huì)劃傷玻璃端子，造成殘次品。

3）檢測(cè)輸送部件過(guò)于復(fù)雜，難以進(jìn)行維護(hù)以及部件調(diào)節(jié)。

4）更換玻璃尺寸時(shí)，需要調(diào)節(jié)玻璃廢邊條檢測(cè)位置，玻璃頂起部件的位置往復(fù)性不精確，造成激光檢測(cè)器的錯(cuò)檢。實(shí)際運(yùn)行中的錯(cuò)檢率約為15%。

3 新一代檢測(cè)處理機(jī)構(gòu)

如圖8所示是新一代的檢測(cè)處理機(jī)構(gòu)。其中，單片拾取機(jī)構(gòu)依然保留，主要針對(duì)檢測(cè)下料部件做出了大的改動(dòng)。分片拾取頭把單片玻璃移栽到拾取中轉(zhuǎn)臺(tái)上，隨后玻璃又被拾取機(jī)器人放到廢邊條處理機(jī)構(gòu)的工作區(qū)域（如圖9所示）。此時(shí)，廢邊條在玻璃端子下方。機(jī)器人移動(dòng)單片玻璃，使玻璃的廢邊條正好落在真空吸附部件上，然后真空開(kāi)啟，廢邊條被吸住，拾取機(jī)器人向上移走玻璃，廢邊條與玻璃隨著上下分離。之后，旋轉(zhuǎn)氣缸帶動(dòng)吸附部件轉(zhuǎn)動(dòng)，把廢邊條吹到下方的廢邊收集盒中。

圖8 新的檢測(cè)處理機(jī)構(gòu)

圖9 廢邊條處理部件

玻璃經(jīng)廢邊條處理之后，被拾取機(jī)器人放到翻轉(zhuǎn)部件上。然后，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)180°，并把玻璃放置于檢測(cè)中轉(zhuǎn)臺(tái)上，使玻璃端子區(qū)域面朝上，便于檢測(cè)廢邊條是否脫落。下料機(jī)器人末端裝有廢邊條檢測(cè)器，可以利用廢邊條脫落與否的高度差給出判別信號(hào)：如果廢邊條依然遺留，機(jī)器人直接拾取并放入圖中所示的不良品緩存區(qū)里。經(jīng)檢測(cè)確定可以的玻璃，機(jī)器人把其下料到后續(xù)設(shè)備。

與上一代檢測(cè)下料機(jī)構(gòu)相比，新機(jī)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）下料速率快，每片玻璃的下料平均時(shí)間約6 s。

2）使用吸附的方式使廢邊條與玻璃脫離，有效避免了廢邊條劃傷端子區(qū)域的可能性。

3）使上一代機(jī)構(gòu)里37個(gè)電機(jī)簡(jiǎn)化到13個(gè)電機(jī)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于日常清潔與維護(hù)。

4）檢測(cè)玻璃的廢邊條是否脫落時(shí)，玻璃處于固定的平臺(tái)之上，使激光檢測(cè)器可以穩(wěn)定地對(duì)玻璃進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)際運(yùn)行中的錯(cuò)檢率約為1%。

5）減少了玻璃搬送過(guò)程中與其他部件（皮帶、平臺(tái)）接觸的次數(shù)，降低了玻璃表面被劃傷的概率。

[1] 孫立蓉，李亞麗.AMLCD基板玻璃切割條件的選擇[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，23（4）：103-107.

[2] 李亞利，張方輝.TFT—LCD切割裂片工藝參數(shù)探討[J].液晶與顯示，2006（1）：43-44.

[3] 呂沫，張飛特，王建花.TP玻璃切割工藝研究[J].電子工藝技術(shù)，2014，35（4）：242-245.